机械故障诊断—Ch-旋转机械的振动监测与诊断课件.ppt

1、 10sincos2nnnnbnaaty二 监测参数及分析方法2 振动监测的有效性二 监测参数及分析方法1 转子质量不平衡（固有不平衡）机械故障诊断4-3 旋转机械典型故障的机理与特征假设轴承两端的泄油量为dQ，则在此时间内流径A侧和B侧的流量应相等。4-1 旋转机械的振动及故障概述 转子不平衡故障按故障机理分包括中心下降的措施，再开机测试井进行频谱15mm，电机的中心较高。自激振动系统从本身运动中吸收能量转变成交变力维持的振动（柔性转子系统）；转子固有频率越高，产生油膜振荡的失稳转速也越高，系统失稳转速应在工作转速的125以上。在正常工况下，转轴在油压、阻尼作用下在一定的位置上浮动。简谐振动

2、指随时间变化按正弦或余弦规律变化的周期性振动，是最基本的周期振动，简谐振动的运动规律可用谐波函数表示，即质点的运动规律为表42为原水电部规定的评定汽轮发电机组轴承的振动等级标准。因此，可通过变负荷或一段时间的振动监测判断转子热弯曲故障。圆柱轴承制造简单，但抗振性最差，椭圆轴承、三油楔、多油楔轴承次之。轴心轨迹为双椭圆复合轨迹；诊断意见：渐变不平衡，转子流道结垢或局部腐蚀造成；可知，任何周期振动都可以看作为简谐振动叠加而形成的。表4-1 IEC汽轮发电机组振动标准（峰峰值，m）表4-2 原水电部规定的汽轮发电机组振动标准（峰峰值，m）22222221212222102(21(21)(1nnnTr

3、msAAAvvvdttvTvnA120004.25表4-4 汽轮机发电机组轴相对振动的限值（位移峰峰值，单位m）表4-5 汽轮机发电机组轴绝对振动的限值（位移峰峰值，单位m）1 转子不对中故障诊断转子不平衡时的时域波形旋转机械一般是由多根转子所组成的多转子系统，转子间一般采用刚性或半挠性联轴节联接。处理措施由于机组振动值非常高，表明内部动静件摩擦比较严重，为安全期间，决定停机拆检。转子不平衡按发生不平衡的过程分如下三类部颁标准规定，工作转速3000r/min的汽轮机组轴承三个方向(垂直、水平、轴向)振动的最大幅值不得超过50m。机械故障诊断4-1 旋转机械的振动及故障概述当轴向位置过小时，易造

4、成动静摩擦，产生不良后果。这就可以避免传递途径的影响，其8号测点的位移及速度频谱图如图。同时在波形图上会发生单边波峰“削波”现象，如图所示。转速为60012000转/分大型旋转机械的振动烈度的评定等级由于温度分布的变化，轴承座的热膨胀不均匀而引起轴承不对中，使转子的振动也要发生变化但由于热传导的惯性，振动的变化在时间上要比负荷的改变滞后一段时间。式中 A振动许可值（双振幅），单位为m；6 裂纹引起刚度不对称，使转子动平衡发生困难，往往多次试重也达不到所要求的平衡精度。转子在轴向与静止件接触而引起的摩擦，称为轴向摩擦；机械故障诊断4-2旋转机械振动的监测参数与分析方法右图为轻摩擦转子的瀑布图与轴

5、心轨迹。3 扭转振动沿转轴轴线发生的扭振。中超差甚大，在垂直方向两轴中心偏移达在无阻尼的情况下，转子的临界转速等于其横向固有频率，因此转子的临界转速个数与转子的自由度相等。实际上，各转子轴线之间往往既有径向位移又有角度位移。主要特征主要特征转子不平衡时的时域波形转子不平衡时的时域波形转子不平衡谱图转子不平衡谱图在无阻尼的情况下，转子的临界转速等于其横向固有频率，因此转子的临界转速个数与转子的自由度相等。表42为原水电部规定的评定汽轮发电机组轴承的振动等级标准。用振动信号处理技术来诊断旋转机械的转子的不对中的故障是可行的；因此，油膜涡动又称为半速涡动，是一种自激振动。这时可能会出现二倍转速频率的

6、振动，频谱图上有明显的二次谐波谱值。可推导得油膜涡动的频率为=0.根据二倍频和三倍频幅值大的特点，对实际转子来说，理论上有无穷多个临界转速，但由于转子的转速限制，往往只能遇见数个临界转速。机械故障诊断4-2旋转机械振动的监测参数与分析方法实际上，由于轴承两侧有泄油用以带走轴承工作量产生的热量等原因，实际产生涡动的频率约为1 各阶临界转速较正常时要小，尤其在裂纹严重时。可知，任何周期振动都可以看作为简谐振动叠加而形成的。当轴颈中心处于平衡状态不同原因引起的转子不平衡故障规律相近，但又各有特点。某压缩机组配置为汽轮机+齿轮箱+压缩机。自由振动给系统一定能量后，系统所产生的振动。3 扭转振动沿转轴轴

7、线发生的扭振。联轴器不对中时轴向振动较大，振动频率为一倍频，振动幅值和相位稳定；系数 对于原始不平衡、渐变不平衡和突发不平衡，由对于原始不平衡、渐变不平衡和突发不平衡，由于共同点较多，也可以从振动趋势不同来区别：于共同点较多，也可以从振动趋势不同来区别：原始不平衡：原始不平衡：运行初期的振动就处于较高水平。运行初期的振动就处于较高水平。渐变不平衡：渐变不平衡：先低后高。先低后高。突发不平衡：突发不平衡：突然升高，然后稳定。突然升高，然后稳定。6 转子不平衡的诊断实例转子不平衡的诊断实例 压缩机组低压缸转子，经大修后开车振动值正常，但有增大的趋势。压缩机组低压缸转子，经大修后开车振动值正常，但有

8、增大的趋势。其时域波形为正弦波，分析其频谱，以一倍频为主，分析其矢量域图，相其时域波形为正弦波，分析其频谱，以一倍频为主，分析其矢量域图，相位有一个缓慢的变化。位有一个缓慢的变化。诊断意见：渐变不平衡，转子流诊断意见：渐变不平衡，转子流道结垢或局部腐蚀造成；道结垢或局部腐蚀造成；处理措施：渐变不平衡短期内不处理措施：渐变不平衡短期内不会恶化，待大修时处理；会恶化，待大修时处理；生产验证：一轴套内侧生产验证：一轴套内侧 拆卸转拆卸转子时看不到部分子时看不到部分)发生局部严重发生局部严重腐蚀，导致转子不平衡质量逐渐腐蚀，导致转子不平衡质量逐渐加大。加大。压缩机的渐变不平衡振动特征压缩机的渐变不平衡振动特征